Q R xả R= C.L R eR H Ro RP 3/
2.1.2.Cỏc ảnh hưởng khỏc 1 Hỡnh dạng mặt cắt.
2.1.2.1. Hỡnh dạng mặt cắt.
Đập tràn cú mặt cắt thực dụng là loại đập tràn thường dựng cho cỏc cụng trỡnh tràn nước trờn sụng, trờn kờnh. Để cú thể thoả món tất cả hoặc một số trong cỏc yờu cầu về ổn định thõn đập, cú năng lực thỏo nước lớn, thỏo cỏc vật trụi lẫn trong nước được dễ dàng, hỡnh dạng đơn giản dễ thi cụng, tiện dựng vật liệu tại chỗ, ... nờn mặt cắt tuỳ điều kiện cụ thể cú nhiều kiểu khỏc nhau, hoặc là hỡnh đa giỏc, hoặc là hỡnh cong.
Mặt cắt đa giỏc thường là hỡnh thang, cú đỉnh nằm ngang hoặc dốc, chiều dày đỉnh δ trong phạm vi:
0,67H < δ < (2-:-3)H
Mỏi dốc thượng, hạ lưu cú thể cú cỏc trị số khỏc nhau (Hỡnh 2.6). Cỏc đập này cấu tạo đơn giản, dễ xõy dựng bằng mọi loại vật liệu bờ tụng, gạch, đỏ, gỗ... nhưng cú đặc điểm là hệ số lưu lượng nhỏ so với cỏc laọi mặt cắt hỡnh cong.
Hỡnh 2.6: Mặt cắt đập hỡnh thang.
Mặt cắt hỡnh cong cú đỉnh và mỏi hạ lưu hỡnh cong, lượn theo làn nước tràn, nờn dũng chảy tràn được thuận, hệ số lưu lượng lớn, dễ thỏo cỏc vật trụi trong nước, nhưng xõy dựng phức tạp hơn. Đập mặt cắt hỡnh cong thường cú hai loại:
- Nếu giữa mặt cắt đập với mặt dưới của làn nước tràn cú khoảng trống thỡ khụng khớ ở đú bị làn nước cuốn đi, sinh ra chõn khụng, gọi là đập hỡnh cong cú chõn khụng (Hỡnh 2.7).
- Nếu làm cho mặt đập sỏt vào mặt dưới của làn nước tràn, khụng cũn khoảng trống nữa thỡ sẽ khụng cú chõn khụng, gọi là đập hỡnh cong khụng cú chõn khụng (Hỡnh 2.8).
Chõn khụng làm cho làn nước tràn khụng ổn định, dễ lay động, làm đập bị rung động và dễ sinh ra xõm thực trờn mặt đập. Do đú trước đõy người ta thường dựng đập khụng chõn khụng và đó nghiờn cứu nhiều về loại này. Nhưng mặt khỏc chõn khụng trờn đỉnh đập lại cú tỏc dụng hỳt, làm tăng lưu lượng, nờn cú khả năng rỳt ngắn chiều rộng đập, nờn gần đõy khi ký thuật xõy dựng và vật liệu xõy dựng đó cú nhiều khả năng chống lại tỏc hại của chõn khụng, việc dựng đập cú chõn khụng lại cú lợi hơn và người ta chỳ ý đến nhiều hơn đến loại đập này.
2.1.2.2. Cửa tràn.
Cụng trỡnh tràn thớch ứng điều kiện thuỷ lực với lưu lượng tăng đàn theo cột nước tràn trờn đỉnh ngưỡng. Tuy vậy chiều cao tràn chỉ là một phần nhỏ của chiều cao đập. Hơn nữa trờn ngưỡng tràn người ta cũn đặt cửa van để điều tiết lưu lượng. Về mựa lũ, nếu hồ chứa đầy nước, cỏc cửa van đươcj mở hoàn toàn để tăng khả năng thỏo. Phần lớn cỏc hồ chứa cú lưu lượng thiết kế nhỏ khụng bố trớ cửa van.
Tràn cú cửa van cú thể điều chỉnh để đạt mực nước hồ mong muốn hoặc theo mực nước hồ qui định. Cũng cú thể làm giảm nhẹ ảnh hưởng của lũ tới cỏc cụng trỡnh thỏo như kịch bản vận hành hồ. Cột nước cú thể được tăng so với cỏc cụng trỡnh khụng cú cửa (Tăng H nờn tăng Q).
Thuỷ lực cửa van trờn cụng trỡnh tràn liờn quan tới ba vấn đề chớnh: - Hệ số lưu lượng.
- Phõn bố ỏp suất trờn đỉnh đập tràn. - Rung động cửa van.
a a
Hỡnh 2.9: Mặt cắt đập tràn cú cửa van.
Cửa van phẳng đặt ở ngưỡng: Được Hager và Bremen (1988) phõn tớch lưu lượng Q phụ thuộc vào cột nước tỏc dụng lờn cửa HRoR tương ứng với cột nước H khi khụng cú cửa.
Độ mở cửa van a, cột nước thiết kế HRDR. Lưu lượng thiết kế QRDRđược tớnh:
( )1/ 2 3 D 2 D d D Q =C b gH 0, 495 dD d C =C =
Lưu lượng QRgRchảy dưới cửa được tớnh:
( )3/ 2 1/ 93/ 2 3/ 2 0 0 1 6 g D Q X X A A Q = − − + Trong đú: 0 0 b H X H = là ccột nước D a A H = là quan hệ độ mở
Phương trỡnh này được sử dụng với 0<A<2, 0
43 3
X 〉 A bởi vỡ khi cửa khụng bị ngập khi 0
43 3
X 〈 A, khi qua tràn khụng ảnh hưởng cửa van tức là XRoR=>X và QRgR=>Q
2 / 3D D 2 4 1 9 5 3 3 g D d Q X X Q C X = + +